עוד שלושה מיליארדי שנים * ריאיון עם פרופסור גון בקל, חתן פרס דן דוד

כבר לפני 40 שנה הציג הפרופ' ג'ון בקל את הרעיונות שלו על
מערכת השמש, אך העולם המדעי לא קיבל אותם. היום הוא נחשב לאסטרופיסיקאי החשוב בעולם. ראיון

חיים הנדוורקר, הארץ, ניו יורק

בקל. ממה בנוי היקום * השמש. מערכת בינונית. תצלום: באדיבות ,SOHO פרויקט משותף לנאס”א וסוכנות החלל האירופית
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/beckelinterview1.html

הפרופ' ג'ון בקל מהמכון ללימודים מתקדמים בפרינסטון אומר, שהציבור הרחב איננו חייב לדעת דבר על השמש. אפשר לחיות טוב גם בלי לדעת איך היא פועלת. וזו הכרזה מעניינת מפיו של אדם שייחד חלק גדול מחייו למחקר של המתרחש בכוכב, שבלעדיו האנושות לא היתה קיימת.

ב-18 במאי יחולק לבקל, בן ,68 פרס דן דוד בתחום פרס העתיד, הניתן השנה בענף הקוסמולוגיה והאסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב. הוא יקבל מיליון דולר. זו השנה השנייה שפרס דן דוד מחולק, ובשנה שעברה זכו בו, בין היתר, הפרופ' סידני ברנר והפרופ' ג'ון סלסטון שקיבלו באחרונה פרס נובל.

“על פי ועדת המומחים שהחליטה להעניק לו את הפרס, בקל הוא האסטרופיסיקאי החשוב ביותר כיום בעולם”, אומר הפרופ' עירד מלכין, מנהל פרס דן דוד ובעצמו פרופסור להיסטוריה עתיקה. “ישבתי בשלוש ישיבות של מומחים בתחום ואין ספק שמדובר באדם בעל שיעור קומה. בקל הציג את הרעיונות שלו עוד לפני 40 שנה, אך העולם המדעי לא קיבל אותם. לימים התברר שצדק ואילו היו מקשיבים לו, היה אפשר להתקדם הרבה יותר במחקר בתחום”.

במשך השנים תרם בקל תרומה מכרעת להבנת המתרחש בשמש. לדבריו, מקור האנרגיה של השמש הוא במרכזה; המימן הנמצא שם נשרף ונהפך להליום. “זה בערך מה שקורה בהתפוצצות פצצה גרעינית. במקרה הזה התוצאה של התהליך חיובית יותר”.

ההתקדמות הגדולה בחקר השמש התחוללה ב-40 השנה האחרונות. “חלק חשוב בעבודה שלי”, אומר בקל, “היה לוודא שמקור האנרגיה של השמש הוא אכן שריפת המימן במרכזה. ב-1964 עבדתי עם ריימונד דייוויס. אני כתבתי את התיאוריה והוא ביצע את הניסוי מתחת לאדמה במכרה זהב. המטרה היתה לקלוט את הניטרינו, חלקיקים שנוצרים בריאקציות גרעיניות במרכז השמש. אלה חלקיקים ייחודיים, כמעט חסרי מסה, הנעים כמעט במהירות האור ממרכז השמש. בכל שנייה יעברו כ-1,000 מיליארדי ניטרינו בשטח של סנטימטר מרובע. כך נדרשות להם שמונה דקות, מהירות האור, כדי להגיע לכדור הארץ מהשמש. הניטרינו אינם נמצאים באינטרקציה עם החומר ולפיכך הם יכולים לעבוד דרך עצמים, לרבות גוף האדם. אף שאינם אחראים להעברת האנרגיה לכדור הארץ הם מאפשרים, למשל, לחקור את מה שמתרחש בכוכבים אחרים.
הניסוי שביצע דייוויס יצר בעיה: דייוויס מדד רק שליש מהניטרינו שבקל ניבא בתיאוריה שלו. “זו היתה תעלומה שניסינו להתמודד עמה במשך 30 שנה. היו שטענו שהחישוב שלי לא היה נכון. אחרים טענו שדייוויס לא ספר נכון. היו שאמרו שמה שכתוב בספרי הפיסיקה לא נכון וחסר משהו בתיאוריה היסודית של הפיסיקה”.

תעלומת הניטרינו נפתרה רק ב-,2001 כאשר ניסויים חדשים הוכיחו, כי החישובים של בקל היו נכונים והתברר כי חלק מהניטרינו משנים את אופיים בדרך ממרכז השמש לכדור הארץ. למה? ללא סיבה, אומר בקל (אם כי אפשר גם שהאלקטרונים בשמש משפיעים גם הם בעניין הזה). הגילוי הזה היה הפתעה מדעית. “הניסויים האלה לימדו אותנו שצריך לתקן את המודל המקובל בפיסיקה ולשנות בהתאם את ספרי הלימוד”.

בקל זוכה בשנים האחרונות להכרה גדולה. זה לא כבר קיבל מדליה במכון פרנקלין בפילדלפיה והשתתף בערב הוקרה מטעם האנוברסיטה העברית בירושלים. לדברי מדענים אחרים גם היה מועמד לפרס נובל, אבל לא קיבל אותו. דייוויס והיפאני מאסטושי קושיבה קיבלו אותו בסוף .2002 בקל היה בעל התיאוריה; דייוויס וקושיבה ביצעו את הניסויים בפועל. בקהילה המדעית יש הטוענים שבקל היה צריך לקבל את הפרס, ויש האומרים כי הוא עדיין מועמד לנובל”.

הוא נולד בלואיזיאנה ובתקופת התיכון התעניין דווקא בטניס. “גדלתי במשפחה לא שמרנית. הלכנו לבית כנסת רפורמי ובקושי ידעתי שתי מלים בעברית כשגמרתי את התיכון. באוניברסיטה למדתי פילוסופיה מתוך כוונה להיות רב רפורמי, אבל מהר מאוד הבנתי שאני בנוי למחקר ולא לרבנות. התלהבתי מהרעיון שיש הסבר לשאלה כיצד נוצרת הקשת בענן, כיצד עובדים גלי הרדיו וכיצד הם מגיעים רחוק כל כך”.

בקל הוא חובב ישראל מושבע. הוא מרבה לבקר בישראל ומוכר בקהילה האקדמית בארץ. את רעייתו נטע, ישראלית, אסטרו-פיסיקאית, פגש בביקורו הראשון בישראל לפני 37 שנים. היא בעלת תואר פרופסור ומכהנת כיו”ר החוג ללימודי אסטרונומיה במחלקה לאסטרו-פיסיקה באוניברסיטת פרינסטון. היא מתמחה בקוסמולוגיה, ובין השאר, מנסה להבין איך נוצרו הגלקסיות. לבני הזוג שלושה ילדים.

מה גיל השמש?

“לפני 50 שנה הגיעו חוקרים למסקנה שגילה של השמש חמישה מיליארדי שנים. בין ההוכחות לכך – כיום אפשר למצוא שרידים של בעלי חיים שחיו על כדור הארץ לפני מיליארד שנים. אנחנו מגלים אבנים במערכת השמש שגילן 4.5-4 מיליארדי שנים”.

עד מתי תמשיך השמש להתקיים?

“על פי חישוב אמין, השמש תתקיים עוד חמישה מיליארדי שנה. עכשיו מצבה יציב, אבל כאשר המימן במרכזה יתחיל להתכלות היא תתפשט. הקוטר של השמש יגדל כל כך שהוא יגיע לכדור הארץ וישרוף אותו. בעקבות התפשטות השמש יחמיר מצבו של כדור הארץ, ובתוך שלושה מיליארדי שנים לא יהיה אפשר עוד לקיים חיים עליו”.

בקל מילא תפקיד חשוב במחקר של טלסקופ החלל האבל ובבנייתו, ב-30 שנות הפרויקט. ואולם, בעולם המדעי זוכרים לא רק את הצד המדעי של עבודתו. בתקופת כהונתו של הנשיא ריצ'רד ניכסון התחוללה מאחורי הקלעים דרמה. בגלל מגבלות תקציביות החליט הממשל בתיאום עם נאס”א לוותר על פרויקט טלסקופ החלל. עוד קודם שהתפרסמה ההחלטה, הודלף העניין לבקל, שהחליט, יחד עם ליימן ספיצר, פרופסור ידוע בתחום האסטרופיסיקה, לעקוף את הנשיא ולבקש מימון לפרויקט מהקונגרס. בממשל ובנאס”א לא אהבו את מה שעשה, אך הוא לא ויתר ויחד עם חברו הצליח לשכנע את הקונגרס בצורך לקדם את הפרויקט. שנה לאחר מכן כבר הקציב הממשל את הסכומים הדרושים לטלסקופ החלל.

במבט לאחור, מה ההישג הגדול של הטלסקופ האבל?

“הטלסקופ שינה בעצם את צורת העבודה בתחום האסטרונומיה. עד שנשלח, עבדו אסטרונומים בשיטות שונות על האור של גלקסיות, קרינת אקס, קרינת רדיו, אינפרא אדום. היום כל אסטרונום יודע שכדי להשלים את ההבנה שלו הוא צריך להיעזר במה שלהאבל יש להציע.

“אבל ההישג הגדול הוא שהטלסקופ מצא חור שחור כבד וגדול במרכזי הגלקסיות. עם זאת, אין לשכוח שהאבל תורם בהרבה תחומים, ואפשר שרק בעוד מאה שנה נדע שגילויים שנעשו באמצעותו הביאו לחשיפת גילויים דרמטיים הרבה יותר”.

בקיץ תתכנס ועדה, ובקל בראשה, שתבדוק כמה שנים ימשיך טלסקופ החלל לעבוד. “השאלה היא, אם נוכל לשלוח מעבורת חלל כדי לתקן חלקים ולהחליף ולשדרג חלקים אחרים. על פי התוכנית, טלסקופ החלל ימשיך לעבוד עד. 2010 אלא שדברים עשויים להשתנות. החשש הוא שבשלב כלשהו תקרה תקלה ויידרש תיקון מהותי”.

האם יש חיים מחוץ לכדור הארץ?

“אני כמעט בטוח שכן, אף שאין לכך הוכחה ניסויית. אנחנו חיים על כוכב לכת במערכת שמש בינונית; יש עוד 100 מיליארד ערכות כאלה בגלקסיה שלנו, וביקום יש 100 מיליארד גלקסיות כמו שלנו. בהתחשב במספר העצום הזה, לא סביר שזה הכוכב היחיד ועליו חיים. אשר לשאלה, אם יש חיים במערכת השמש שלנו חוץ מכדור הארץ אין לי דעה מגובשת”.

על איזה מין חיים אתה מדבר?

“אם יש חיים במערכות כוכבים אחרות סביר להניח שהם מפותחים הרבה יותר מאתנו. בני האדם על כדור הארץ הם חלק מציוויליזציה צעירה. למדנו לכתוב ולקרוא רק לפני כמה אלפי שנים; אנחנו מדברים בטלפון פחות ממאה שנה. זו תקופה קצרה יחסית לגיל כוכבים וכוכבי לכת ביקום. קיים סיכוי שנתפתח הרבה יותר בעוד כמה אלפי שנים, זאת כמובן אם לא נשמיד את עצמנו על כדור הארץ.

“פעם נשאל דיק פיינמן, פיסיקאי דגול ופורה, בנוגע לחיים בכוכבים אחרים – האם כדאי להשקיע כסף בתוכניות לפענוח התעלומה הזאת. 'אם זה תלוי בי', השיב, 'הייתי אומר כן. אבל בסופו של דבר חיים בכוכבים אחרים יתגלו במקרה ולא בגלל תוכנית מכוונת. רוב הגילויים החשובים במדע נעשו באקראי'”.

האם יש גבול ליקום?

“אכן יש גבול ליקום, אבל לא ניתן לראותו כעת. רוב הפיסיקאים סבורים שיש משהו מעבר לגבול הזה. אנחנו לא יודעים מה בדיוק קורה שם”.

מה הנושא בפיסיקה שמעסיק אותך כיום יותר מכל?

“החומר שממנו בנוי רוב היקום הוא עדיין תעלומה. אנו יודעים מאיזה חומר עשויים בני האדם וכדור הארץ, אבל זה רק חלק קטן מהחומר ביקום. רוב החומר ביקום בנוי ממשהו אחר. בינתיים הוא מכונה ה'חומר הלא נראה'. זה בעצם החומר הבסיסי שממנו בנוי היקום כולו”.

מה דעתך על רמת המחקר והלימודים בישראל?

“הנכס העיקרי של ישראל הוא המוח. הכוח שלה הוא לתת לצעירים וללא צעירים את היכולת לחלום ולעבוד בתחומים חדשים ולבנות רעיונות חדשים. באוניברסיטאות בארץ רמת הפיסיקה העיונית, הביולוגיה וגם תורת המחשבים היא גבוהה. האנשים הטובים ביותר בתחומים האלה הם ברמה של האנשים הטובים ביותר בעולם כולו. משום כך אני מאוכזב מהתמיכה הזעומה שמקבלת ההשכלה הגבוהה בישראל.

“אבל מה שמטריד אותי באמת הוא הרמה בבתי הספר התיכוניים. זה יסוד העתיד של ישראל ונראה לי שלא מתייחסים לזה ברצינות. מי שחושב על הטווח הארוך בישראל, ובכלל זה ביטחון המדינה, חייב לחשוב על חיזוק הוראת המדעים בבתי הספר התיכוניים”.
ניו יורק

ידען אסטרופיסיקה 2 – כוכבים וגלקסיות
ידען השמש
תקציר הרצאתו של ג'ון בקל, בעברית, באתר צמ”ד – צעירים במדע של מכון ויצמן.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~523338918~~~12&SiteName=hayadan